基于无人机倾斜摄影技术矿山地形精准测量方法论文_张宇1,金子鑫2

基于无人机倾斜摄影技术矿山地形精准测量方法论文_张宇1,金子鑫2

1.郑州中核岩土工程有限公司 河南郑州 450001

2.河南省基础地理信息中心 河南郑州 450001

摘要:随着我国社会经济的发展,在地质测量方面,无人机倾斜摄影技术使用也越来越多,传统的卫星遥感和常规的测量方式会消耗大量的时间与费用,对于一些紧急状况的测绘,不能及时有效地更新出来。而无人机倾斜摄影技术特点是:具有较强的灵活性,更为高效与便捷,测量精准,适用于各种范围且成本比较低的优势,尤其是在小范围内和飞行困难地区表现出来的优势更加突出,无人机倾斜摄影技术能够弥补传统测量方式的缺点,替代传统的测量方式。

关键词:无人机倾斜摄影技术;矿山地形;精准测量

引言:随着我国经济的不断发展,无人机航摄技术的使用被人们所认可,无人机航摄技术相比较于传统的摄影技术有更加明显的优势,无人机的多镜头摄影能够将立体的地形数据为我们更加清晰地展示出来,有利于工作人员更加方便快捷地提取与处理各种地理信息。

一、无人机倾斜摄影测量矿山地形的必要性简析

在测量矿山地形时,无人机倾斜摄影技术不仅能够真实的反映矿山地形情况,不需要耗费大量的人力物力,而且无人机先进的定位技术可以提供精准的地理信息,呈现更丰富的矿山影像资料。所测的矿山地区周边的真实情况可以通过无人机倾斜摄影的正射影像反映出来,无人机还能从多个角度观察矿山地形,矿山地形的实际情况能通过无人机得到更加真实的反映,无人机的倾斜摄影可以弥补普通正射影像在测量矿山地形中的不足。无人机倾斜摄影在与配套软件的结合运用中实现单张影像测量,可以在测量后的影像中对矿山的高度、面积、体积以及长度等方面进行直接测量,扩展了无人机倾斜摄影在矿山地形测量行业中的应用。无人机倾斜摄影在测量地形时通过航空摄影,对矿山的侧面纹理进行三维立体模型的建设,充分发挥无人机倾斜摄影技术的优势,进行大规模的高空拍摄,提供与矿山地形有关的纹理信息,很大程度上降低了矿山地形在测量中的三维建模成本。无人机倾斜摄影在矿山地形的测量中有4点明显的优势:第一,可以直观地反映矿山及周边地形的实际情况。第二,可以收集矿山及周边地形相关纹理数据。第三,可以对矿山地形进行多角度的拍摄。第四,发布成果的具有可追溯性。

二、无人机倾斜摄影测量在矿山中的具体实施

无人机倾斜摄影技术水平先进,能够提将信息展示地更加直观与准确,在测绘矿山的地形时可以从多个角度进行观察,将矿山的地形情况更加真实地反映出来,并且能够大大地节省人力物力以及财力,将地貌地形更加全面,更加完整地展示出来。对于传统的利用正摄影像测量所存在的不足,通过倾斜摄影能够进行弥补。无人机能够对于矿山的高度长度及各种信息直接在影像当中进行测量,将无人机的摄影技术的优势充分发挥出来,进行大规模的高空拍摄,并将矿山地质纹理用立体模型的方式展示出来,展示出有关的数据。

(一)前期考察调研

在无人机航拍的拍摄开始之前,首先要对矿山拍摄的范围进行确定,对摄影影像的分辨率以及重叠度进行确定与调整,为了避免出现意外的情况,适当对拍摄范围扩大一些。

(二)计划航线阶段

在完成前期调查阶段后,将收集的数据进行整合,以卫星影像为基础,与无人机控制软件相结合,以前期调查阶段提出的三维立体模型以及正射影像图的分辨率为条件,确定航拍高度、画面重叠度等参数,从而计划好航拍航线。

二、测量成果具体应用与分析方法

研究被测量的矿山地形的数字正射影像图和高分辨率三维立体模型可在无人机倾斜摄影技术的协助下获得。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆整个被测矿山地形的真实情况和测量区域,都可在数字正射影像图中直观地看到,同时,被测量的矿山面积、范围等数据都可在正射影像图中一一展现出来。三维立体模型可在全自动三维模型建立软件中得到立体的测量,并且该软件可以计算矿山开挖的土方量。想要动态的监测矿山地形,可以采用多种时段拍摄方法,运用这种方法,不仅能够测量立体模型,还能提供直观准确的数据,为矿山管理人员提供管理数据。

矿山的管理者可以通过倾斜摄影的高分辨率直观清楚地看到矿山地形,便于管理者调整矿山开采力度、疏通矿山排水系统、保护矿山环境、开垦矿山土地,制定相关矿山管理标准。矿山开采范围影响矿山的开采量、矿山生产能力、岩石剥离情况以及可开采年限,而矿山的开采范围可以通过数字正射影像图与三维立体模型得到准确测量。此次测量任务需要无人机倾斜摄影协同完成。较高的分辨率和较大的图像重叠度是无人机摄影的优势所在,为了克服传统矿山地形测量方法的缺点与不足,无人机测量工作人员可以在一个平稳的地方对矿山地形进行测量。无人机倾斜摄影技术有效地降低了测量成本,大大地提高测量结果的精确度,还能保证工作人员的人身安全,这些都是传统测量方法无法达到的。

当无人机摄影技术与定位系统结合运用时,除了更加真实全面地反映矿山地形情况,还能提供更加准确的数据信息、直观生动的影像信息、让使用者全方位地了解矿山地形,使无人机摄影技术与矿山测量有机结合。在矿山地形测量的相关领域中,无人机倾斜摄影测量技术广受欢迎,成为大势所趋。与此同时,为了降低测量成本、提高测量结果,很多矿山管理人员都会摒弃传统测量方法而选择无人机摄影。

四、无人机倾斜摄影技术当中存在的问题与对策

随着我国科学技术的发展,无人机的倾斜摄影测量技术也越来越成熟,因此人们对无人机倾斜摄影测量的结果以及质量的要求也越来越严谨,对于无人机摄影技术的航线规划与分辨率等相关因素对确保图像质量的成果都非常重要[1]。

(一)存在的问题

一是对于无人机倾斜摄影技术在进行后期的数据处理与影像的匹配信息时,由于在摄影过程当中的比例尺不一样,分辨率等都存在着一定的不同,所获得的数据就稍有偏差,一点点的偏差就会导致后面很严重的后果,影响到精确的程度;二是无人机倾斜摄影技术在对于地址地形进行拍摄之后,运用三维软件所制作出来的三维模型,某些地方会存在着模型缺失等一系列的问题,造成了局部模型的不完整性;三是无人机倾斜摄影技术的电池续航能力比较差,拍摄的时间有限,无法进行长时间的跟踪拍摄[2]。

(二)有效的解决对策

对于无人机倾斜摄影技术,在后期数据与图像结合有缝隙的问题,就要将数据的分析进行更进一步的提高,加强无人机倾斜摄影的运用与技术;对于三维模型的局部不完整性,我们可以对不完整的地方进行补漏测量,可以采用人工拍照的方式对这些地方进行补漏测量,从而将地质地形三维图像创建得更加完整。倾斜摄影测量技术将逐渐成熟,对成果的质量要求会越来越高,选择高分辨率、高曝光次数的相机、规划设计合理的航线与航高对确保成果质量至关重要。

结论

简而言之,无人机倾斜摄影技术在矿山的地质地形环境研究当中能够发挥极大的作用,无人机摄影技术的测量不仅能够减少人工工作量并且速度快,精确程度高,更加的便利便捷,在节省成本的同时更加提高了工作效率,可以说是一举两得。有利于今后的矿山治理,更有利于未来数字矿山的建设,加快我国社会现代化的进程[3]。

参考文献:

[1]马存富.基于无人机倾斜摄影技术矿山地形精准测量方法[J].世界有色金属,2018(03):15-16.

[2]张玉侠,兰鹏涛,金元春,等.无人机三维倾斜摄影技术在露天矿山监测中的实践与探索[J].测绘通报,2017,12(s1):114-116.

论文作者:张宇1,金子鑫2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期

论文发表时间:2018/11/15

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